Anpassungen der
Pflanzen an Wüstenökosysteme
Umweltfaktoren
| hohe
Lufttemperatur |
| Trockenheit
(~ 200 mm Niederschlag/Jahr) |
| Geringe
Luftfeuchtigkeit (hoher Wasserverlust beim Öffnen der
Spaltöffnungen) |
Bodensalzgehalt
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| Chenopodiaceen-Strauch |
Die Pflanzen nehmen Wasser aufgrund osmotischer Verhältnisse
aus dem Boden auf. Dabei fließt Wasser zur Stelle des höheren
osmotischen Wertes. Wichtige osmotisch aktive Substanzen in den
Pflanzen sind Ionen, Zucker und Aminosäuren.
Damit die Pflanzen auf Salzböden Wasser aufnehmen können,
müssen sie in ihren Zellen ein höheres osmotisches Potential
aufbauen als in den Salzböden (mehr Verdunstung als
Niederschlag) vorhanden ist. Eine hohe Ionenkonzentration im
Zytoplasma stört jedoch die Enzymaktivität der Pflanzenzelle.
Deshalb verlagern die Pflanzen die Ionen in die Vakuole. Im
Zytoplasma bilden sich "verträgliche Osmotika"
("Compatible solutes" - Prolin, Glycinbetain), die
einerseits die Enzyme nicht beeinträchtigen und andererseits den
osmotischen Ausgleich zur ionenreichen Vakuole bilden.
Ionenaufnahme
Folgende Faktoren sind von Bedeutung:
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Osmotische Regulation
in den Pflanzenzellen durch Speichern von Ionen und
Zucker |
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Selektive
Ionenaufnahme und Anreicherung gewisser Ionen im inneren
der Pflanze (bei Gräsern vor allem K+) |
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Beschränken des
passiven Ionentransports durch dichte Zellmembranen in
den Wurzelzellen (besonders bei Gräsern) |
Salzverdünnung
Diese Maßnahme tritt bei sukkulenten Pflanzen auf. Sukkulente
Pflanzen sind Pflanzen mit "fleischigen", wasserreichen
Stämmen und Blättern.
Auswirkungen:
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Verdünnung der aufgenommenen Ionen durch den hohen
Wassergehalt |
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Minimierung der Pflanzenoberfläche gegenüber dem
Volumen è Senkung
der Verdunstung und damit des Wasserverlustes |
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| Feigenbaum
im Wadi Rum |
Salzausscheidung
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| Salzdrüse
(Limonium sp.): S = Sekretionszelle,
N = Nebenzelle, B = Becherzelle,
Z = Sammelzelle, Po = Poren,
E = Epidermis, Mes = Mesophyll |
Salzdrüsen sind Ionenpumpen, die Salzionen aus dem Zytoplasma
nach außen abgeben und dabei Energie verbrauchen, die der
Pflanze beim Wachstum fehlt (bis 10 % der
Photosyntheseleistung wird für die Salzdrüsen verwendet).
Pflanzen mit Salzdrüsen schmecken an ihrer Oberfläche oft
salzig.
Strategien gegen Trockenheit
| Austrocknungsvermögen |
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Das Zytoplasma
übersteht eine Austrocknen ohne Schaden (Moose, Algen,
Pilze, Flechten, wenige Blütenpflanzen). |
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| Austrocknungsvermeidung |
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Verbesserte
Wasseraufnahme durch ein großes, effektives Wurzelsystem
(bei Wüstenpflanzen liegen 80 % der Pflanzenmasse
unterirdisch), verminderte Wasserabgabe durch Sukkulenz,
dichte und derbe Cuticula, eingesenkte Spaltöffnungen
und behaarte Blätter. |
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| Austrocknungsausweichung |
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Geophyten |
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Geophyten verlagern ihre
Vegetationsperiode in die niederschlagsreiche Jahreszeit.
Zum Überdauern der Trockenperioden besitzen sie Rhizome
(umgebildete Speicherwurzel) oder Zwiebeln (umgebildete
unterirdische Speicherblätter). |
| Einjährige Pflanzen |
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Sie wachsen, blühen und fruchten
in der niederschlagsreichen Jahreszeit. Mit einsetzten
der Trockenperiode gehen sie zugrunde. Ihre Samen
überdauern die Trockenzeit. |
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